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生物质能利用技术种类繁多,一般分为四大类,分别是直接燃烧技术、热化学转换技术、生物化学技术和液化技术,而在热化学转换过程中,生物质热解技术一直备受国际上的广泛重视,生物质原料通过热解可以转化为高附加值、高品位的炭、生物油和可燃气,在精制处理后具有非常广阔的市场前景。本文以松子壳颗粒为研究对象,利用自主研发的变螺距生物质连续热解反应系统进行了热解制炭、制油、制气的试验研究,考察了反应温度、处理时间对三态产物产率及其品质的影响,并对其结构、成分和性质进行了深入的分析,为松子壳颗粒热解的试验研究提供了科学的依据。具体内容如下:(1)对生物质原料进行基础成分分析和热重分析,确定反应温度的区间和处理时间的范围。控制不同的反应温度(300℃、400℃、500℃、600℃和700℃)和处理时间(4min、6min、8min、l0min和12min)进行生物质连续热解试验。(2)考察了不同工艺条件下松子壳热解炭的产率及其各项指标的变化趋势,并对其表征进行了深入的分析,结果表明:随着反应温度的升高,热解炭的产率迅速降低,灰分含量缓慢升高,挥发分含量迅速降低,固定碳含量迅速升高,热值先迅速升高,在600℃C左右时达到最大,而后缓慢降低,碘吸附值先迅速升高而后降低,在500℃左右时达到最大,密度呈明显降低的趋势;随着处理时间的增加,热解炭的产率及其各项指标与反应温度相比变化较小;松子壳500℃热解炭的孔隙结构与其它反应温度下相比较为发达。(3)考察了不同工艺条件下松子壳生物油的产率及其各项指标的变化趋势,并对其成分和性质进行了深入的分析,结果表明:随着反应温度的升高,生物油的产率呈先升高后降低的趋势,在500℃左右时达到最大,木醋液的产率逐渐升高,在500℃左右时达到最大,在温度继续升高的过程中迅速降低,含水率逐渐降低,黏度逐渐降低,pH值呈缓慢降低的趋势,焦油的产率逐渐升高,在500℃左右时已达到较大值,在温度继续升高的过程中呈缓慢升高的趋势,热值先迅速升高后迅速降低,在600℃左右时达到最大,黏度迅速降低,pH值呈缓慢降低的趋势;随着处理时间的增加,生物油的产率及其各项指标与反应温度相比变化较小;在500℃、8min下热解制备的木醋液,其成分主要为酚类和酮类,含量分别为53.88%和20.93%,在这一条件下热解制备的焦油,其成分主要为酚类和醛类,含量分别为60.76%和8.98%;在500℃、8min下热解制备的木醋液的羟自由基清除率为66.63%,其清除率较高,抗氧化性较强,在这一条件下热解制备的木醋液,尽管其pH值较低,但腐蚀性却较弱。(4)考察了不同工艺条件下松子壳热解气的产率及其各项指标的变化趋势,并对其成分进行了深入的分析,结果表明:随着反应温度的升高,热解气的产率迅速升高,H2的产率迅速升高,CO的产率逐渐升高,在500℃左右时达到最大,在温度继续升高的过程中逐渐降低,CH4的产率迅速升高,CO2的产率迅速降低,C2H4和C2H6的产率逐渐升高,热解气的热值迅速升高;随着处理时间的增加,热解气的产率及其各项指标与反应温度相比变化较小。